后轮毂轴承孔组合镗床设计毕业论文.doc
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1、*本科毕业论文(设计)目录摘要1Abstract20 文献综述31零件工艺方案的拟定61.1 工艺方案的拟定61.1.1零件分析61.1.2毛坯选择71.2定位基准的选择71.3加工方案的拟定71.3.1确定加工方案81.3.2选择加工方法81.5刀具结构的选择162组合镗床的总体设计172.1确定机床配置型式及结构方案172.2组合机床总体方案的制定172.2.1机床的总体布局172.2.2机床的运动联系182.2.3机床的配置型式192.3切削用量的确定192.4确定切削力 切削转矩 切削功率192.5组合机床总体设计“三图一卡”202.5.1被加工零件工序图202.5.2零件加工示意图2
2、02.5.3机床联系尺寸总图212.5.4机床生产率计算卡223夹具设计253.1 确定工件的定位方案253.2确定夹紧方案和夹紧元件253.3夹具底座设计253.4镗模导向支架设计254多轴箱设计264.1绘制多轴箱设计的原始依据264.1.1多轴箱的轮廓尺寸以及动力箱驱动轴在多轴箱中的位置264.1.2主轴的切削用量、外伸尺寸等参数264.1.3被加工工件的参数及动力部件的型号、功率、转速等参数274.2主轴和齿轮的确定及动力计算274.2.1主轴参数和齿轮模数的确定274.2.2多轴箱动力计算284.3多轴箱传动系统的设计与计算284.3.1通常多轴箱传动系统设计的要求284.3.2确定
3、主轴的位置294.3.3传动比的分配294.3.4齿轮齿数的确定294.4多轴箱总图的绘制304.4.1多轴箱主视图和侧视图304.4.2多轴箱展开图304.5传动件的校核324.5.1传动轴的校核324.5.2 齿轮的校核325组合机床控制系统的设计355.1液压系统的设计355.2电气控制系统的设计375.2.1电动机控制电路的设计376 小结40参考文献40致谢42II后轮毂轴承孔组合镗床设计*摘要:组合机床是通常采用大部分的通用部件为基础(通常为70%90%),再辅以少量专用部件,用以加工一种或者几种工件的预定工序的机床。相比较于通用机床和专用机床,组合机床可以采用多刀具加工,因此比通
4、用机床的生产效率更高,加工稳定性更好;由于组合机床大量采用通用部件,因此它的设计制造周期短成本较低;组合机床比专用机床结构更加稳定,工作更可靠,使用和维修成本更低,并且由于采用专用夹具、组合刀具和导向装置等降低了工人的技术水平要求和劳动强度。本论文要求根据任务书的要求完成加工后轮毂零件轴承孔组合镗床的设计工作,主要设计内容包括零件加工工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、生产率计算卡(即“三图一卡”),以及根据零件结构、工艺要求要求和确定的工艺方案和“三图一卡”完成夹具设计、机床主轴箱的设计、机床液压系统的设计、电控系统的设计等。本设计大致按照以上要求的顺序进行下面的工作。关键词:组合镗床 总体
5、设计 夹具设计 主轴箱 液压系统COMBINED BORING MACHINE DESIGN OF REAR HUB BEARING HOLE* *Abstract:Combined machine tools are for one or several of the workpiece in a predetermined step which is based on the use of most of common components(usually 70% to 90%), together with a small amount of special components. Co
6、mpared to the general machine tools and special machine tools, combined machine tools can be used in multi-cutter processing, thus they have more production efficiency and better process stability than general machine tools. Due to extensive use of common parts, combined machine tool has a lower cos
7、t in designing manufacturing cycle. Combined machine tools are more stable, reliable and lower operation and maintenance costs than special machine tools. Meanwhile, they have a dedicated fixture, combination of tools and guidance devices which reduces the requirement of workers skill level and labo
8、r intensity.This paper requires to complete the design of rear wheel hub part bearing hole combination boring machine in accordance with the mission statement. The main design elements include parts-machining process diagram, schematic-processing, machine contact dimensional drawings, productivity c
9、omputing card(That is, three graphics and one card), as well as completing fixture design, design of machine tool spindle box, hydraulic system, electrical control system and etc, according to the structure of the part, process requirements, the determined process plan and the three graphics and one
10、 card. This paper generally designed in accordance with the above order.Key Words:Combined Boring Machine Overall Design Spindle Box Fixture Design Hydraulic System Design0 文献综述0.1 组合机床的定义组合机床是通常大部分采用通用部件为基础配然后辅以一些专用部件,用来加工一种多种工件的机床,它比通用机床拥有更好的加工精度、生产效率和灵活性,相对于专用机床又有更短的设计制造周期和更稳定的结构从而成本更低,并且组合机床拥有更好
11、的互换性和自动化性能,对于操作者的技术水平要求和劳动强度要求也更低。本文主要介绍分析了组合机床的发展背景、历程、国内外组合机床发展的最新趋势,以及组合机床设计中常用到的方法和可能遇到的问题,通过阅读和分析相关的文献将为接下来的设计带来帮助。0.2组合机床的发展及现状多功能组合机床,又可称“多功能机床”、“多任务处理装置”、“多功用机床”等,它的出现,使多机加工操作任务集中到一台机床完成成为了可能,既能够降低生产成本又能够简化生产装置,因此被称为“加工领域的新星”。如今的工业市场,产品更新换代的速度不断加快,产品周期也在缩短,这就需要在生产工艺方面精益求精,但是又由于缺少合适的操作人员,只能从生
12、产技术方面进行弥补:一是要提高直觉式技术控制,找出其“发热盲点”,通过合理设计机床来补偿热量流失,同时,为加强机床整体的直觉性,可进一步优化离线编程和NC自动控制系统,这将会使生产者由原来的一个操作人员、一个调整工和编程师变为只用一个操作人员,只需运用系统软件便可以更加轻便的完成;二是刀具的选择,为匹配多功能组合机床,新刀具和刀具适配器被不断开发出来,同一刀架上就可以同步完成铣削和车削等多重加工工序,推进现代自动化技术的发展也必然带动生产力,日益受到各国的广泛重视和越来越多的应用。国内外的工业发展史告诉我们,实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。从上世纪20
13、年代机械自动化技术首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展得以应用,到60年代后为适应市场的需求和变化,开始建立可变性的自动化生产系统,80年代国际上开始出现了采用计算机集成制造系统CIMS,它以较高的自动化程度为特征,但受限于当时的计算机水平和制造技术,它在实现过程中遇到了困难。随着中国加入WTO组织,制造业快速、繁荣发展的同时,制造业在很多方面已经达到饱和状态,我们需要及时根据社会发展调整策略来面对万变的市场竞争,迎接新的挑战。由于组合机床具备了高效率、低成本、高经济效益、高生产量等优越特征,多用于大批量零部件的生产。随着经济社会的发展,科学技术的日益变化市场对组合机床在生产制造方面提
14、出新的要求。现阶段我国虽然已经开始将组合机床与信息化技术相结合,改变传统机床狭隘的应用,但相对于国外企业,我国一些企业生产出来的组合机床的精度和功能仍不能满足市场需求,存在着诸多不足。 我国组合机床的设计思想至今仍未能摆脱50年代苏联的旧思想和旧观念的影响,这成为我国组合机床事业发展的一大障碍。因此,变革设计思想已成为当务之急。需要利用自己的思维,力求创新设计新的组合机床产品,使产品具有较高的竞争性。而这种创新又必须要为工艺、生产、操作、维修的人员接受。 从变革的思想上来看。组合机床与自动化技术应当从几点着手。(1)从组合机床特点和固有属性出发,通过使用更大比例通用零件和少部分专业化零件,从通
15、用化的角度去设计组合机床;(2)组合设计机床应当将用户的需求放在首位,更加考虑为适应用户需求而追求的灵活性和多样性;(3)组合机床应当保证其高效性,能够稳定高效的工作;(4)组合机床需要改变传统机床组合方式,根据操作工人的需求改变操作按钮位置等,方便机床的调整,给使用者创造方便和安全。从产品设计上来看,通过与外国先进组合机床的对比,突出差距包括以下几点:(1)排屑,市场上的组合机床存在智能化低,人工排屑劳动效率低等问题。针对如何改变传统组合机床生产制造过程中的废屑处理问题所提出的流量清洁在很多方面表现出很大的优势。但是,水力排屑尚在开发中,其水流量小也是组合机床创新需要面对的挑战。(2)防护,
16、机床防护主要从两点出发:一是安全性防护,即保护操作工人的人生安全;二是防止加工中液体的飞溅等;(3)润滑;润滑装置虽然品种很多,但效果均不太理想。而最新提出的高压集中润滑系统的单线润滑阀较好的解决器件磨损和润滑出油的问题。根据行业发展的新需求,组合机床在解决质量精、效率高、和经济效益好的同时,组合机床的研发也面临新的挑战。组合机床计算机辅助设计技术研究具有很大的发展前景。就当前而言,设计系统功能单一、缺乏成熟的设计软件、相应的技术与数据更新都阻碍信息化组合机床的突破创新。面向多元、个性的市场需求。计算机辅助设计包括(1)建立组合机床加工需求表达模型,实现加工需求信息结构化;(2)完成组合机床设
17、计资源库,实现设计知识信息化;(3)参照工程设计有关方法,提出整体结构设计、零部件选型等组合机床设计方案。针对以上提出的计算机辅助等问题,相关研究人员应当有计划有针对的进行系统的完善,加快组合机床的推广运用,提高制造业的信息化水平。 综上所述,机床组合设计时,既要保证创新精神及可接受性,又要保证设备的良好运作状态以实现稳定可靠的工作满足用户对加工精度的要求。在此基础上,对传统的组合机床突破创新,着点其生产制造过程中面临的问题,提出创新的解决方案。有意识的建立组合机床计算机辅助设计系统,推动信息化发展,扩大生产应用。1零件工艺方案的拟定 1.1 工艺方案的拟定工艺方案的拟定是设计组合机床工作中重
18、要的一个步骤,因为机床的结构配置型式和使用性能很大程度上都是由工艺方案决定的,所以我们应该根据被加工零件的加工要求和结构特点,加工部位和其精度要求,以及该零件的生产纲领和技术要求,结合组合机床常用的工艺方法,充分考虑各种因素的影响,在经过技术经济分析之后拟定出技术先进,成本经济,方法合理并且性能可靠的工艺方案。1.1.1零件分析被加工零件是汽车后轮毂,它总体上是由圆筒形的柱体部分和多孔的盘部组成,其中柱体部分的主要加工表面是内圆的轴承孔和(两孔的表面粗糙度要求都为Ra3.2),和外圆面,以及盘部的孔6和端面上的孔6、2M10-6H。工件材料为KT350-10,要求铸件时效处理,加工时硬度达到H
19、BS120-197,铸件加工首先应该进行喷砂处理,铸件不允许有裂纹、缩松、气孔、砂眼等影响寿命的缺陷。1.1.2毛坯选择由于被加工零件毛坯的尺寸较大,不适合采用锻造的方式进行加工,所以选择铸造方式生产。因为零件为大批量(生产纲领48000件,单班制),所以选择铸造方式为机器造型砂型铸造。1.2定位基准的选择在制定工艺时,能否选择正确的工艺基准,在很多大程度上影响了工件的加工精度。工件定位基准的选择包括精基准的选择和粗基准的选择,对于毛坯基准即粗基准的选择要考虑工序加工余量的均匀性,而光面基准即精基准的选择则要考虑加工表面与基面之间的位置尺寸关系,考虑其利于加工精度的保证。根据粗精基准选择的基准
20、重合和同一的原则,很多加工表面都以轴线作为设计基准,故选择零件图上的外圆面为和端面为精基准,可以选择外圆面和端面定位,但考虑到端面截面积很小定位可能不牢靠,可以选择外圆面和盘部端面为定位基准,用它们来加工其余各加工面。选择不需加工的外圆面为粗基准。1.3加工方案的拟定在确定零件的机加工工艺路线的过程中要解决的问题主要有:零件各个表面加工方法的确定,加工阶段的划分和确定,安排工序等;1.3.1确定主要加工方案为了达到工件加工表面所要求的的加工精度和表面粗糙度,需要选择合适的最终的加工方法来实现,同时又必须用适合的预加工来满足最终加工所需条件。本设计的主要任务是加工和两个轴承孔。两者都为7级精度,
21、表面粗糙度要求为Ra3.2;根据机械制造技术基础可知粗镗孔的精度为IT11IT13,表面粗糙度Ra为6.312.5;半精镗的精度为IT9IT10,Ra为1.63.2;精镗的精度为IT7IT8,Ra为0.81.6。所以加工方案可选为粗镗,半精镗,精镗三道工序。其中粗镗工序就在车床上进行,本次设计主要针对半精镗工序和精镗工序。半精镗和精镗将在所设计的组合镗床上完成。1.3.2选择加工方法不同的加工方法的用途各不相同,所能达到的精度也不一样,同一加工方法在不同的条件下所得到的的加工精度也有很大差别,因为在加工中零件的精度和表面粗糙度不仅受到加工方法影响,还受到工人技术水平、刀具的质量、机床的调整质量
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